صوت و فراصوت
موجودات زنده از طریق امواج مختلف با محیط اطراف خود ارتباط برقرار می کنند آن ها به کمک امواج نوری از وقایع اطراف خود با خبر می شوند و به کمک امواج صوتی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند . گرمای اضافی به صورت امواج گرمایی ( ماورای قرمز ) از بدن دفع می شود. در این میان امواج صوت و فراصوت اهمیت ویژه ای در حیات موجودات زنده داشته و کاربردهای مختلفی در صنعت و پزشکی دارد.
کشف فراصوت
گوش انسان می تواند نوساناتی را که محدوده آن بین 40 تا 20000 هرتز باشد را درک کند. اگر فرکانس صدا از این محدوده خارج شود گوش های انسان قادر به درک آن نیست. اما بعضی از جانوران می توانند فرکانس های بالاتری را نیز درک کنند. برای مثال سگ ها قادرند امواج صوتی با فرکانس خیلی زیاد 30000 و حتی 40000 هرتز را درک کنند گالتن در 1883 با ساخت سوتکی موفق به کشف فراصوت شد.
سوتک گالتن متشکل از لوله ای بود که به کمک پیچ طول آن قابل تغییر بوده هرگاه طول لوله کوچک تر می شد صدا ریزتر می شد یعنی در واقع فرکانس آن افزایش می یافت با ادامه کاهش طول لوله صدا ریزتر و ریزتر شد تا جایی که دیگر صدایی نشنید . اما در این حالت سگی که در فاصله دور دست بود نسبت به آن عکس العمل نشان داد.
اهمیت صوت و فراصوت در دنیای زنده
امواج صوتی و صدا مهم ترین وسیله ارتباطی در انسان ها و سایر جانوران است ما به کمک صدا افکار و ایده های خود را به دیگران منتقل می کنیم و به همین وسیله از رفتار و ایده های دیگران با خبر می شویم.
در میان سایر جانوران نیز علاوه بر استفاده از صوت و صدا برای ارتباط ، استفاده های دیگری نیز می شود که به ذکر برخی نمونه ها می پردازیم.
ردیابی به وسیله امواج صوتی
در سال 1940 یک دانشجوی دکترا به نام دونال گریفین ، در دانشگاه هاروارد نشان داد که خفاش قهوه ای بزرگ می تواند امواج صوتی بین 2500 تا 50000 هرتز تولید کند و به کمک این امواج و انعکاس آن می تواند حتی از میان سیم هایی که در یک اتاق تاریک کشیده شده است بدون برخورد با سیم ها به راحتی عبور کند.
برای مانع های کوچک خفاش ها از فرکانس های بلندتر استفاده می کنند. مزیت استفاده از فرکانس بالا ( طول موج کوتاه ) این است که دقت جهت یابی آن خیلی بیش تر از اصوات با فرکانس کم است. فرکانس ها ی پایین انعکاس های گمراه کننده و نامناسبی را در مورد تعیین محل جسم به دست می دهد علاوه بر آن هر چه جسم کوچک تر باشد طول موج نیز باید کوتاه تر باشد تا انعکاس مناسبی را از جسم فراهم سازد.
علاوه بر خفاش ها ، نهنگ ها ، دلفین ، موش های شیگرد حتی برخی پرندگان از امواج صوتی برای ردیابی استفاده می کنند . استفاده از امواج برای ردیابی محدود به فراصوت نشده و از فرکانس های قابل درک برای انسان نیز استفاده می کنند.
در رودخانه گنگ نوعی دلفین زندگی می کند که تقریبا" فاقد قدرت بینایی است در آب گل آلود رودخانه گنگ چشم ها تقریبا" کاربردی ندارند بنابراین دلفین ها با علائم شنوایی می توانند از محیط اطراف خود با خبرشوند.
استفاده از امواج فراصوت
سونوگرافی
شاید مهم ترین و متداول ترین استفاده از امواج با فرکانس بالا در سونوگرافی باشد. اساس کار سونوگرافی بر انعکاس امواج فراصوت می باشد برای این منظور امواج با فرکانس بالا به کمک میله ای به بدن فرستاده می شود. این امواج وقتی به لایه ها و بافت های مختلف بدن برخورد می کند انعکاس می یابد. انعکاس ها به کمک دستگاه پردازش شده و تصویر ویدئیی از بدن به دست می دهد. به کمک سونوگرافی می توان از اندام های داخلی بدن عکس گرفت و از سلامت آن ها اطمینان حاصل کرد. با استفاده از سونوگرافی می توان جنین را از ماه اول به بعد مورد مطالعه قرار داد و ناهنجاری های آن را قبل از تولد تشخیص داد.
مزیت سونوگرافی نسبت به روش های دیگر بی ضرر بودن است . نزدیک به چهل سال است که از سونوگرافی استفاده می شود اما تاکنون هیچ گزارشی از مضر بودن این گزارش منتشر نشده است. به علاوه امواج اولتراسونی بر خلاف اشعه ایکس مولکول را یونیزه نمی کند . یونیزه شدن مولکول ها باعث واکنش های مضر ، تخریب قسمت هایی از مولکول دی ان ای و... می شوند که خود ممکن است منجر به سرطان شود.
شست و شو به کمک فراصوت
به کمک امواج فرا صوتی می توان لکه های کثیف و خون چسبیده به لوازم پزشکی و جراحی را تمییز کرد . ظرف موجود در آب به وسیله امواج فراصوت دچار تکان هایی می شوند ، لرزش های ایجاد شده باعث جدایی لکه های کثیف از ظروف می شود.
درمان بیماری ها
با استفاده از همواج فراصوت و پدیده تشدید می توان بسیاری از بیماری ها را درمان کرد برای مثال دستگاه سنگ شکن که برای شکستن سنگ کلیه و کیسه صفرا به کار می رود بر همین اساس کار می کند. امواج فراصوت با فرکانس مشخص به سنگ تابیده شده و باعث لرزشی در سنگ شده که سنگ را خورد کرده و ریزه های آن توسط آب بدن شسته شده و از بدن خارج می شود.
به کمک امواج فراصوت همچنین می توان غده های سرطانی را تخریب کرد.
صوت های زیر شنوایی
فرکانس های طبیعی زیر شنوایی توسط منابع مختلفی مانند رعد و برق، زمین لرزه ، وزش باد و... ایجاد می شود. تضعیف صدا با عکس مجذور طول موج متناسب است و بنابراین امواج زیر شنوایی می توانند مسافت های زیادی را از منبع تولید خود طی کنند. ثابت شده است که کبوترهای خانگی می توانند صوت هایی با فرکانس حدود 05/0 هرتز را درک کنند و به کمک آن به تعیین جهت بپردازند.فیل های آفریقایی صداهای با فرکانس 14 تا 35 هرتز می توانند تولید کنند و چون صدای تولید شده با این فرکانس در هوا کم تضعیف می شود بنابراین فیل های دیگر می توانند این صداها را از چند کیلومتر دورتر حس کنند . چنین ارتباطی برای این حیوانات اجتماعی بسیار مهم است .
کشف این واقعیت که حیوانات می توانند صوت های زیر شنوایی را درک کنند شاید دلیلی برای رفتارهای غیر طبیعی حیوانات قبل از وقوع زلزله باشد.
منبع: مجله فرآیند
ما قبل تاریخ: همانطور که پیشینیان از روی تجربه و آزمایش به خواص باطنی تعدادی از اجسام پی برده و از ترکیب مواد به وسایل مختلف (تشویه، نکلیس، تقطیر و ...) مواد شیمیایی به دست آورده و برای علمای شیمی جدید مایه ای درست کرده اند، همینطور هم تحقیق در خواص فیزیکی اجسام از مسایل تازه نیست و از قدیم الایام انسان در صدد کشف آنها بوده و فیزیک جدید در حقیقت مولود توجهات و تحقیقات پیشینیان می باشد. مثلاً تالس که از قدیمی ترین حکمای سبعه است و در شش قرن قبل از میلاد می زیسته ثابت کرد که از مالش کهربا خاصیتی در آن ظاهر می شود که اجسام سبک را جذب می کند.
همچنین فیثاغورث ریاضیدان و حکیم معروف یونانی به همراه شاگردانش به پاره ای مسائل و قضایای صوت پی برده بودند. ارسطو نیز در چهار قرن قبل از میلاد تئوری های دقیقی در باب کائنات الجو (قوس و قزح، هاله های قمری و شمسی، شفق شمالی و شبنم) استخراج کرده است. ارشمیدس در سه قرن قبل از میلاد آتی از قبیل جرثقیل، منجنیق، میزان الغلظه و پیچ ارشمیدس را اختراع نمود. قانونی را که ارشمیدس موفق به کشف آن گردید از این قرار است: بر کلیه اجسام مرتمسه در سیال (مایعات و گازها) فشاری از زیر به رو وارد می آید که مقدار آن مساوی است با وزن سیال تغییر مکان یافته. بطلمیوس نیز منجم و ریاضیدان یونانی قرن دوم میلادی تحقیقات عمیقی راجع به نور کرده است. پس از بطلمیوس تحقیقات فیزیکی تا قرن سیزدهم متوقف شد و فقط عده ای از قبیل جابر و محمد بن موسی در این رشته زحماتی کشیدند و اطلاعات قابل توجهی کسب کردند.
قرون وسطی: در این قرن دو اختراع مهم به عمل آمد. یکی آئینه های صیقلی و دیگری عینک. در قرن چهاردهم استفاده از قطب نما تعمیم یافت. قرن پانزدهم تقریباً چیز مهمی راجع به فیزیک ندارد. ولی در قرن شانزدهم مباحث ثقل و نورو مغناطیس کمال یافته اند. جانسون میکروسکوپ را اختراع کرد (1590) و روبرت نورمن میل مغناطیسی را تعیین نمود و بالاخره ژیلبرت اولین تجارب علمی الکتریکی و مغناطیسی را در کتاب معروفش (magnefe) منتشر ساخت.
فیزیک جدید: پایه فیزیک جدید در قرن هفدهم توسط گالیله گذارده شد. ترازوی آبی- میزان الحراره و دوربین نجومی از اختراعات و کشفیات او می باشد. رصدهای دقیق گالیله او را به سلسله هیئت کوپرنیک هدایت نمود و برعکس نظریه قدما که زمین را مرکز عالم می دانستند ثابت کرد که مرکز عالم شمسی خورشید است نه زمین. اگرچه اول مخترع میزان الحراره گالیله می باشد ولی نقطه ذوب یخ را برای صفر میزان الحراره (دماسنج) هوک قرار داد و ثبوت غلیان آن را هالی تعیین کرد. دکارت قوانین انکسار و تئوری قوس قزح را بنا نهاد. توریچلی نیز میزان الهوا (دماسنج) را ساخت. نیوتن منجم، ریاضیدان و فیزیکدان انگلیسی جاذبه عمومی عالم را کشف کرد. بویل ماشین تخلیه هوا را که قاضی عدلیه شهر ماگدبورگ اختراع کرده بود تکمیل نمود. اگرچه قرن هجدهم برای فیزیک به درخشندگی قرن هفدهم نمی باشد ولی آن را قرن بی ثمری هم نمی توان نامید.
در این قرن دوفه جذب و دفع های الکتریکی را تحت تحقیق درآورد و الکتریسیته این است که دو الکتریسیته هم جنس یکدیگر را دفع و دو الکتریسیته مخالف همدیگر را جذب می نمایند. خلاصه کارهای دوفه به تجسسات بی فایده علما خاتمه داد و از آن به بعد الکتریسیته وارد تاریخ تازه ای شد. سال 1800 تجربه گالوانی، ولتا را به اختراع پیل یعنی اساس الکتریسیته جاری هدایت کرد. در این قرن خیالی هواپیمایی که از آرزوهای دیرینه بشر بود در ذهن اروپائیان قوت گرفت از جمله دو برادر میشل منگفلیه و اتین منگفلیه رئیس کارخانه کاغذ سازی آننه که در پنجم ژوئن سال 1783 بالنی درست کرده و به هوا فرستادند بسیاری از دانشمندان برای کشفیات علمی با بالن های مدور به ارتفاعات بالا رفته اند از جمله گی لوساک فیزیکدان و شیمیدان معروف فرانسوی که تا حدود 7000 متری رفت و ملاحظه نمود که در این ارتفاع هوا به قدری خشک می باشد که پوست بدن جمع می شود و کاغذ و مقوا مثل اینکه در مجاورت آتش شدیدی باشند پیچیده و لوله می شوند در قرن نوزدهم دامنه فیزیک بسط شایانی پیدا کرد و مخصوصاً استفاده از آلات فیزیکی در صنایع و کارخانجات روز به روز رو به افزایش نهاد. در سال 1801 کارلیسل و نیکلسون آب را تجزیه کردند. در سال 1807 دیوی به وسیله تجزیه الکتریکی املاح قلیایی سدیم و پتاسیم را به دست آورد. پلانته آ کومولاتر را ساخت. ارستد دانشمند دانمارکی ثابت کرد که جریان الکتریسیته عقربه مغناطیسی را که همیشه به جهت ثابتی متوجه است منحرف می سازد (1819). باید دانست که مبحث مغناطیس الکتریکی نتیجه اکتشافات دو دانشمند برجسته یعنی ارستد و آمپر می باشد. فارادی نیز الکتریسیته را بنا نهاد. آراگو قانون آمپر را تکمیل کرده و گائوس از بزرگترین منجمین و ریاضیدانان آلمانی اختراع تلگراف را تکمیل کرد . بعدها طبیعی دان آمریکایی بنام مرس الفبایی برای تلگراف درست کرده و دستگاه آن را ساخت. بالاخره پس از آنکه دامنه الکتریسیته وسعت یافت، واسطه انتقال اخبار جریات الکتریسیته شد.
منبع:
ایرانیکا
پراسانا چاندراسخار، گفت : " ما فرایندهایی در فضا که شدت گرما را از بین ببرند یا فضاپیما را در شدت سرما ، گرم نگهدارد ، نداریم . ممکن است این خیلی ناچیز به نظر برسد اما ، کنترل دمایی فضاپیما به طور قطع بسیار سخت است . فعلا ، هیچ راهی برای انجام آن برای فضاپیماهای خیلی کوچک وجود ندارد ."
با وجود بها 5 هزار دلارگردش یک پوند از محموله بار معلق پیرامون ، انتظار می رود میکروفضاپیما نیروی محرکه آینده توسعه ی هوافضایی باشد . با این صنایع مینیاتوری ، ناسا ، ارتش و شرکت های خصوصی قادر خواهند بود که کاوشگرها و ماهواره های بیشتر، باز کننده درها به سوی ژرفای کاربردهای جدید برای ارتباطات و دفاع ، با هزینه ی کمتر پرتاب کنند . اما قبل ازاینکه اولین میکرو فضاپیما بتواند پرتاب شود ، دانشمندان نیاز دارند سیستمهای تنظیم دمایی بزرگ به کار رفته را برای کمک به جلوگیری از سوختن سفینه های امروزی درنور خورشید فضا یا انجماد سفینه در درجه تاریکی فقدان خورشید ، کوچک کنند .
فضا یک محیط بی رحم است . خارج از محدوده ی گرم و راحت اتمسفر زمین ، هر شاتل و ماهواره ای به ستیزه با ، گرما و سرمای خیلی زیاد ، وزش نشات گرفته از ذرات بادهای خورشیدی و زبانه های متناوب خورشیدی ، قابلیت ایجاد خوردگی توسط اتم اکسیژن و دسته ی امواج فرابنفش نیاز دارد .
بالاخره ، اینجا سنگهای آسمانی بسیار ریز ؛ خرده های باقی مانده سرگردان فضایی در سرعت بالای 20 هزار مایل بر ساعت –تقریبا دهها ساعت سریعتر از هر گلوله ای در روی زمین - وجود دارند .
چاندراسخار و تیم اش باید تکنولوژی تنظیم دمایی ای بسازند که بتواند با تمام این خطرات ستیز کند و هنوز به اندازه کافی برای استفاده در میکرو فضاپیماها روشن باشد .
در فضاپیماهای بزرگتر " حائلها "ی مکانیکی - که چاندراسخار آنها را " درپوشهای عظیم پنجره "
می نامد - و حلقه های لوله های خنک سازی ، کنترل دمایی را انجام می دهند . جز معایب سنگینی و قیمت ، این تکنولوژیها برای ترکیب با میکرو یا نانو فضاپیما دشوار یا غیر ممکن هستند .
چاندراسخار به عهده گرفتن موضوع را از سال 2003 به عنوان یک شاخه از یک تکنولوژی نظامی آغاز کرده است . راه حل او طراحی شناخته شده به عنوان " سیستم الکتروکرومیک پوسته نازک نشر متغیر " ، یک " ساندویچ " باریک ، قابل انعطاف که شبیه پلاستیک به نظر می رسد و زمانی که یک بار الکتریکی به آن داده می شود می تواند تغییر رنگ دهد .
غشای نازک می تواند در میکرو فضاپیما مانند یک پوست ، مبدل رنگ از روشن به تیره مبنی بر در معرض بودن خودش در برابر نورشدید خورشید یا تاریکی خیلی زیاد به کار رود.چاندراسخار افزود که "تغییر رنگ" در فروسرخ همانندطیف نور مرئی است
فیلم تغییر مکان می دهد از یک وضعیت "نشر" بالا -یا نشر مقدار زیادی گرما – در دماهای گرم و یک نشر کم یا عایق گذاری ، وضعیت در دماهای انجماد . فیلم گرمایی همچنین یک لایه ی حفاظت کننده شامل اکسیدهای ژرمانیوم و سیلیسیوم دارد که آن را در مقابل اتم اکسیژن حفظ می کند ، که می تواند سفینه ها را پوسیده کند– یک مشکل جدی برای ایستگاههای فضایی و ماهواره های اساسی ارتباطاتی- و مدت عمرشان را کوتاه کند .
روکش اکسید سیلیسیوم همچنین یک کاهنده ی "جذب خورشیدی" به سوی پوست را ارائه می دهد . حتی در وضعیت رنگ روشن خودش ، پوست هنوز جاذب بالای تابش خورشیدی است و بعنوان نتیجه می تواند گرمای زیادی بدست آورد. روکش تضمین می کند که جذب خورشیدی زیر یک مقدار که مانع گرم شدن پوست تحت تابش مستقیم خورشیدی می شود ، می ماند .
با اینکه پوسته کمتر از یک صدم اینچ ضخامت دارد ، به اندازه کافی برای مقاومت کردن در برابر سنگهای ریز آسمانی درحال پرواز در میان فضا محکم است .
چاندراسخار ،محقق شرکت اشوین – اشس (Ashwin-Ushas) که پژوهش را به همراه ناسا انجام می دهد ، گفت :" آزمایش برای سنگهای ریز آسمانی خیلی ساده بود ما فقط یک توپ پر از ذرات کوچک و سوزنهای باریک نیزه مانند بر روی آن را شلیک کردیم " .
دیگر آزمایشات با بیشترین درجه حالت ارتجاعی پوسته را تایید می کنند . برای شبیه سازی جانشینی گرما وسرمای شدید فضا ، ابزار در خلا و در معرض دماهایی که به طور مداوم بین -58 و 212 درجه ی فارنهایت متناوب است بیش از چندین ماه قرار گرفته است. پوسته به طور موفقیت آمیزی این و سایر آزمایشهای ماندگاری را تحمل کرد . چاندراسخار گفت ابزار نتایج خیلی خوبی را در کل حاصل داده است .
چاندراسخار گفت :"این کار یک بهبود بنیادی را روی کارهای قبلی معرفی شده بوسیله ی این شرکت در الحاق یک لایه ی محافظت کننده نشان می دهدکه به طور موثر جذب خورشیدی را تا یک مقدارقابل پذیرش کاهش می دهد . تکنولوژی الکتروکرومیک نشرمتغیر یک تکنولوژی کاملاجدیدپیشگام توسط این شرکت است .بنابربهترین اطلاعات ما ، هیچ گروه دیگری هیچ کاری را در این حیطه انجام نداده است."
ناسا قصد دارد تا اولین نمونه های اولیه میکرو فضاپیما درحال کاررا درسال 2013 تهیه کند ، همچنین چاندراسخار گفت که تیم اش درحال کار کردن برای تهیه فیلم گرمایی آزمایش شده در فضا در نزدیکترین زمانی ممکن هستند .
گسترش دیگر ، میکروفضاپیما در صور فلکی پرواز خواهد کرد ، آنها را تقریبا برای آشکارسازی یا سوزاندن در بیرون آسمان غیر ممکن می کند . با پرتابهای ارزان قیمت تر و یک تعداد زیادتر از ماهواره های کوچک در مدار ، میکروفضاپیما می تواند قلمرو ماهواره های ارتباطی را با ، بسط دادن پیشرفت برای صنایعی که اکنون برای تهیه آن ها قادر نیستند ، وسیع کند . کشف اجتماع بهبودیافته همان اندازه که سریعتر و معتبرتر می شود و ارتباط از دور در دسترس جهانی فقط یک شروع خواهد بود .
همچنین برای پوسته گرمایی به کار بردن درزمین امکان دارد .چاندراسخار گفت که کشورهای با آب و هوای گرم یا سرد می توانند خانه ها را با این پوسته تغییررنگ و نشر را به ارزانی برای تنظیم بهتر دما بسازند . او قبلا به پرسشهایی از آنطرف دریاها برای ایجاد پوسته ی بلوک های سیمانی با پوسته ی تنظیم کننده دما رسیده بود .چاندراسخار گفت که به ساختن پوسته گرمایی علاقه دارد " تعداد زیادی از مهندسان فضاپیما به ما گفتند که اگر ما این تکنولوژی را داشتیم به ما آزادی طراحی خیلی بزرگتر برای میکروفضاپیمای آینده را می داد. "
منبع:http://www.sciencedaily.com/releases/2008/08/080819160053.htm
آلبرت اینتشین در چهاردهم مارس 1879 در شهر اولم آلمان از پدری به نام هرمان اینشتین و مادری به نام پیش از ازدواج پاولین کخ به دنیا آمد. او پسر اول از دو پسر خانواده بود. خانواده در سال بعد به شهر مونیخ که در آن هرمان و برادرش یعقوب یک کارگاه مهندسی برق دایر کرده بودند نقل مکان کرد، یکسال پس از آن دختری به نام ماریا نیز در خانواده به دنیا آمد. خانواده آنها با فرهنگ، کتاب دوست و دوستدار موسیقی بود و به داشتن شیوه های فکری لیبرال و مبرا از خشک اندیشی مباهات می کرد. پیش از آنکه اینشتین به مدرسه برود واقعه ای رخ داد که او را دگرگون کرد. به گفته خود او بچه چهار یا پنج ساله ای که بودم پدرم به من یک قطب نما نشان داد ک از مشاهده آن احساس دیدن یک معجزه را کردم. در وراء اعماق آن گونه اشیاء باید چیزهایی نهفته می بود- گسترش جهان اندیشه ما به یک معنا با فاصله گرفتن از مفهوم معجزه است که تحقق پیدا می کند.». اینشتین در شش سالگی وارد مدرسه شد. او گرچه آبش با معلمان ابتدایی خود در یک جوی نمی رفت درآنجا عملکرد آموزشی خوبی داشت. او در سالهای نخست مدرسه شاگردی ضعیف بود اما واقع امر آنست که نمره هایی عالی می گرفت و برخلاف روش یادگیری حفظی آزار دهنده و سخت مدرسه بارها شاگرد اول کلاس نیز شد. اینشتین در ده سالگی به دبیرستان (گیمنازیوم) نمونه لوئیتپولد انتقال یافت و در آن تحت آموزش سخت سربازخانه مانند معمول آن ایام قرار گرفت. اینشتین تا پانزده سالگی در گیمنازیوم لوئیتپولد باقی ماند و در آن به گرفتن نمره های خوب در دروس ریاضی و زبان لاتین ادامه داد. او همیشه هم محبوب مربیان خود نبود. معلم درس یونانی او زمانی به پدر او هرمان گفته بود که فرقی نمی کند که آلبرت چه رشته ای را برای حرفه آینده زندگی خود انتخاب کند، هریک را برگزیند درآن ناکام خواهد ماند.
در دوره دبیرستان دو اتفاق درخور توجه خاص برای او پیش آمد. نخست آنکه در دوازده سالگی مصمم به حل معمای جهان عظیم شد. در آن سال که مطالعه مادام العمر خود درباره جهان عظیم را شروع کرد نسخه ای از کتاب هندسه اقلیدس نیز به چنگ آورد که در آینده از آن بارها به نام کتاب مقدس هندسه یاد کرد. او حساب دیفرانسیل و انتگرال را نیز به شیوه خودآموزی یاد گرفت. شخص دیگر موثر در زندگی اینشتین ماکس تالمود از دوستان نزدیک خانوده او بود. او به اینشتین کتابهایی درباره علوم و بعداً درباره فلسفه برای خواندن می داد و بعد ساعتها با او درباره آنها به گفتگو می نشت. سرگرمی ذوقی اصلی اینشتین چه در روزهای دبیرستان و چه در سالهای آینده زندگی موسیقی بود. آلبرت با خودآموزی نوازندگی پیانو را یاد گرفت و تا پایان عمر به نواختن پیانو و ویولن ادامه داد.
کسب و کار برقی پدر اینشتین در سال 1894 به شکست انجامید و خانواده به شهر میلان ایتالیا نقل مکان کرد اما آلبرت برای اینکه دبیرستان را تمام کند در مونیخ نزد اقوام باقی ماند. او که در مدرسه اکنون از پیش نیز ناشادتر شده بود و غم دوری از خانواده هم داشت از کار مدرسه دل کنده و به آن بی اعتنا شد. نمرات امتحانی اش لطمه دید و کار او به آنجا کشید که یکی از معلمان از وی خواست دیگر از مدرسه برود. آلبرت این پیشنهاد را پذیرفت و بی آنکه والدینش را مطلع کند گیمنازیوم را بدون اخذ مدرک دیپلم ترک کرد. اینشتین چندی بعد شنید که مؤسسه پلی تکنیک زوریخ از داوطلبان دیپلم دبیرستان نمی خواهد و به جای آن از آنها یک امتحان ورودی می گیرد. وی برای دادن این امتحان در سال 1895 به زوریخ رفت و گرچه در امتحان مواد ریاضی و علوم نجومی از عهده برآمد، در کل موفق نشد پس از آن در سال 1896 بار دیگر در امتحان ورودی مؤسسه شرکت کرد و این بار برای گذرانیدن یک دوره چهارساله که وی را واجد شرایط شغل دبیری می کرد، پذیرفته شد. اینشتین در بهار سال 1900 دوره درسی خود را در پلی تکنیک زوریخ تمام کرد و در جستجوی یافتن کاری پرداخت. او درجه دانشگاهی خود را در رشته فیزیک و همزمان با سه دانشجوی دیگر که هر سه بلافاصله با سمت مدرس دستیار به استخدام خود دانشگاه درآمدند گرفت. اینشتین که مایل نبود از نظر مالی سربار خانواده باشد بویژه که خانواده درگیر مشکلات مالی نیز بود سرانجام توانست یک شغل معلمی پاره وقت گرچه موقتی پیدا کند. اینشتین سرانجام در ماه ژوئن سال 1902 با مساعدت مارسل گراسمن در اداره ثبت اختراعات سوئیس در برن کاری با عنوان کارشناس فنی درجه سه بدست آورد. با فرارسیدن سال 1905 سن او دیگر به بیست و شش سال رسید و در محیط کار خود اداره ثبت اختراعات شهر برن احترام زیادی کسب کرده بود. خلاقیت فکری او در آن ایام از هر زمان دیگری بیشتر بود. اینشتین در ماه مه سال 1905 کار تألیف مکالمه ای را به پایان آورد که هفده سال بعد جایزه نوبل را نصیب او می کرد. او در ژوئن آن سال نیز مقاله دیگری نوشت که به پاس آن به دریافت درجه دکترای دانشگاه زوریخ نائل آمد. اینشتین پس از چهار مقاله علمی دیگر در مجله علمی بسیار معتبر آنالن در فیزیک منتشر کرد که مقاله سوم آن نظریه نسبیت خاص دید انسان درباره جهان هستی را برای همیشه تغییر داد. او همه این توفیقات را با کار در تنهایی در اتاق پشتی آپارتمان کوچک خود در برن به دست آورد. نظریه نسبیت خاص را چنانچه بخواهیم برای یک دانشجوی فیزیک خلاصه کنیم به این صورت بیان می کنیم:
1- سرعت نور همواره ثابت است.
2- در حرکت با سرعت نور زمان متوقف می شود.
3- در حرکت با سرعت نور، جرم متحرک بینهایت می شود. E=mc2
باید گفت نظریه نسبیت خاص مدعی نسبی بودن همه چیز نیست و فقط می گوید که چیزهایی مانند زمان و مکان (فضا) که از نظر دنیا مطلق بودند، نسبی هستند و چیزی مانند سرعت نور که نسبی انگاشته می شد، مطلق است.
بنا به اظهارات اینشتین نسبیت سبب می شود که حوادث برای یک ناظر در مقایسه با ناظری دیگر کندتر پیش بروند و این شامل وقایع مربوط به زندگی مانند فرآیند پیری نیز می شود.
اینشتین به مقاله سال 1905 خود گونه ای پانوشت ریاضی نیز افزود. وی در آنجا وجود رابطه ای بین انرژی و جرم را به اثبات رسانید. به موجب فرمولی که وی برای کمی کردن آن رابطه به دست داد محتوای انرژی (e) مقدار ماده ای به جرم m برابر با حاصلضرب مقدار جرم در مجذور سرعت نور (c) است. این فرمول را عموماً به صورت e=mc2 می نویسند. مقاله سال 1905 اینشتین امروزه نه تنها به صورت یک نظریه بلکه به مثابه بیانی از واقعی بودن نسبیت نیز پذیرفته اند. اهمیت نظریه نسبیت خاص برای علم به اندازه اهمیت وجود اتم برای آن بنیادی است. پس از نظریه نسبیت خاص، فرضیه نسبیت عام را پیشنهاد داد. چکیده آنچه اینشتین در نظریه نسبیت عام خویش نشان داه است چنین است:
1- جرم لختی (اینرسی) دو کلمه مختلف برای چیز واحدی است (اصل هم ارزی)
2- در اندیشه پیرامون فضا باید چهار بعد را در نظر گرفت: طول، عرض، ارتفاع و زمان. زمان بعد چهارم است و هر حادثه که در کیهان رخ دهد در یک جهان چهار بعدی فضا- زمان است که روی می دهد.
3- فضا- زمان به سبب اجرام بزرگی مانند خورشید خمیده یا تورفته است. میزان این تورفتگی میزان قوت یا شدت میدان جاذبه ثقلی (گرانی) است. سیاره ای مانند زمین که به گرد خورشید در حرکت است مسیرش از آن رو بیضی شکل نیست که خورشید آن را به خود می کشد، بلکه از آن رو است که میدان (تورفتگی که در فضا به سبب حضور جرم خورشید به وجود آمده است) به گونه ای است که کوتاهترین مسیر ممکنی که سیاره می تواند در فضا- زمان در پیش بگیرد یک بیضی است. براساس دو فرضیه نسبیت خاص و عام انیشتین اندازه های یک جسم متحرک در سمت حرکت با سرعت نور به صفر تمایل پیدا می کند و زمان متوقف می شود. به این دلیل سرعت نور (000/ 300 کیلومتر بر ثانیه) بالاترین سرعت ممکن تمام سرعتهاست. انیشتین علاوه بر آن در کنار مسائل زیادی که مطرح کرده است ادعا می کند که کائنات پایان ناپذیر نیست بلکه فضایی در خود بسته و پایان پذیر است. انیشتین علاوه بر چاپ و نشر نظریه نسبیت عام دو مقاله دیگر در سال 1917 انتشار داد. یکی از این دو مقاله به برانگیزی الکترونها به تابش نور می پرداخت که مفهومی بود که سرانجام اساس کار لیزر رها شد و دیگری به ساختار کیهان می پرداخت که امروز آن را عموماً اساس دانش کیهان شناسی جدید می دانند. این تلاشهای فکری زیاد در مدتی به آن کوتاهی سرانجام لطمه خود را زد و او نیز مانند (نیوتن و ماکسول) در اثر آن کارهای فکری دشوار دچار ناراحتی عصبی شد وضع جسمی او نیز به هم خورده بود. او حتی در مدتی که ضعف جسمی داشت به گونه چشمگیری مولد و خلاق بود از جمله فرضیه های بعدی او توضیح و بیان ریاضیاتی قوانین نیروی گرانش و الکترومغناطیس می باشند. در سالهای پایانی زندگی دیگر تندرستی او رو به زوال بود به طوریکه دیگر نه ویولن می توانست بنوازد و نه توان انداختن زورق بادبانی خود را به آب داشت. اینشتین در تاریخ 19 آوریل سال 1955 در سن 76 سالگی در حالی که در خواب بود در بیمارستان پرینستون درگذشت اینشتین چیزی بیش از یک دانشمند، یک فیلسوف و یک سیاستمدار بود. او مدتهای طولانی در خاطره کسانی که او را می شناختند زنده خواهد ماند. فردی متعهد و فروتن که نبوغ علمی او شناخت و آگاهیهای جدیدی را از اسرار عالم برای تمام جهانیان به ارمغان آورد و در تاریخ بشر او به عنوان یکی از بزرگترین متفکران که در زمین وجود داشته و زندگی کرده است، به شمار می آید